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문제 설명

점심시간에 도둑이 들어, 일부 학생이 체육복을 도난당했습니다. 다행히 여벌 체육복이 있는 학생이 이들에게 체육복을 빌려주려 합니다. 학생들의 번호는 체격 순으로 매겨져 있어, 바로 앞번호의 학생이나 바로 뒷번호의 학생에게만 체육복을 빌려줄 수 있습니다. 예를 들어, 4번 학생은 3번 학생이나 5번 학생에게만 체육복을 빌려줄 수 있습니다. 체육복이 없으면 수업을 들을 수 없기 때문에 체육복을 적절히 빌려 최대한 많은 학생이 체육수업을 들어야 합니다.

 

전체 학생의 수 n, 체육복을 도난당한 학생들의 번호가 담긴 배열 lost, 여벌의 체육복을 가져온 학생들의 번호가 담긴 배열 reserve가 매개변수로 주어질 때, 체육수업을 들을 수 있는 학생의 최댓값을 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요.

 

제한사항

  • 전체 학생의 수는 2명 이상 30명 이하입니다.
  • 체육복을 도난당한 학생의 수는 1명 이상 n명 이하이고 중복되는 번호는 없습니다.
  • 여벌의 체육복을 가져온 학생의 수는 1명 이상 n명 이하이고 중복되는 번호는 없습니다.
  • 여벌 체육복이 있는 학생만 다른 학생에게 체육복을 빌려줄 수 있습니다.
  • 여벌 체육복을 가져온 학생이 체육복을 도난당했을 수 있습니다. 이때 이 학생은 체육복을 하나만 도난당했다고 가정하며, 남은 체육복이 하나이기에 다른 학생에게는 체육복을 빌려줄 수 없습니다.

입출력 예

n lost reverse return
5 [2, 4] [1, 3, 5] 5
5 [2, 4] [3] 4
3 [3] [1] 2

입출력 예 설명

예제 #1
1번 학생이 2번 학생에게 체육복을 빌려주고, 3번 학생이나 5번 학생이 4번 학생에게 체육복을 빌려주면 학생 5명이 체육수업을 들을 수 있습니다.

예제 #2
3번 학생이 2번 학생이나 4번 학생에게 체육복을 빌려주면 학생 4명이 체육수업을 들을 수 있습니다.

 


탐욕법 알고리즘이란?

  • 문제를 작은 단위로 쪼개고 반복적으로 진행하며 접근하는 방식은 완전탐색 등과 유사
  • But, 탐욕법은 각 단계에서 그 시점에 가장 좋아 보이는 선택을 한다.
  • 앞으로의 선택 혹은 최종 결과는 고려하지 않는다.
  • 탐욕법의 해가 반드시 최적의 해라는 보장은 없다.

 

와 같은 특징을 갖고 있습니다. 탐욕법은 당장 앞에 보이는 가장 좋아보이는 선택을 하는 특징이 있는데, 이는 반드시 최적의 해임을 보장할 수는 없지만, 간단한 알고리즘문제의 경우  괜찮은 결과를 보여주기도 하는 풀이방법

 

1.해 선택(selection procedure) : 지금 당시에 가장 최적인 해를 구한뒤, 이를 부분해 집합에 추가

2.적절성 검사(feasibility check) : 새로운 부분해 집합이 적절한지 검사

3.해 검사(solution check) : 새로운 부분해 집합이 문제의 해가 되는지 검사 

                                         -> 아직 문제의 해가 완성되지 않았다면 1번 부터 다시 시작

 

<<생각해보자>>

  • 안전빵으로 체육수업들을 수 있는 학생의 수가?

((전체 학생수 (n)에서 lost 배열의 길이(학생수) 만큼 뺀 수 

                                      +

여벌을 가져왔는데? 도둑맞은 사람의 수 아닌가?))

 

  • 여분이 있는 학생의 값을 1씩 더하고 뺀 값이 lost 배열에 있는가?
  • 검사해서 true -> true인 reverse 배열의 값을 임의의 음수로 설정하자
  • 들을 수 있는 학생수를 ++하게 하고 다음 reverse를 진행하자 이러면되려나?

=> 여벌을 가져왔던 친구가 도난을 당하면 그 친구는 1벌을 갖게 된다 

=> 여벌이 도난당하므로 자신이 입을 체육복만 소지한 채 일반 학생이 되어 answer에 +1 해주어야 하지(잃어버리지도 여벌도 없으니)

 

 

class Solution {
    public int solution(int n, int[] lost, int[] reserve) {
        int answer = 0;
        int[] student = new int[n+1];
        //1 ~ 30이니까 그냥 n이라고 정의하고 시작하자
        
        //student 배열 초기화하자
        for(int i = 1; i <= n; i++)
            student[i] = 1;
        
        for(int l:lost){
            student[l]--;
        }
        for(int r:reserve){
            student[r]++;
        }
        
        //없는 친구끼리 빌려주자
        for(int i=1;i<=n;i++){
            if(student[i]==0){
                if(i+1<=n && student[i+1]==2){
                    student[i+1]--;
                    student[i]++;
                } else if(i-1>=1 && student[i-1]==2){
                    student[i-1]--;
                    student[i]++;
                }
            }
        }
        
     // 체육복을 1개이상 가지고 있으면 수업을 들을 수 있음
        for(int i=1;i<=n;i++){
            if(student[i]>=1)
                answer++;
        }
        
        return answer;
    }
}

 

 

<다른 사람이 푼 코드>

class Solution {
    public int solution(int n, int[] lost, int[] reserve) {
        int answer = 0;
        answer = n;
        for(int i = 0; i < lost.length; i++) {
            boolean rent = false; //여분이 있는지 없는지 체크
            int j = 0;
            while(!rent) {
                if(j == reserve.length) //reserve마지막까지 돌면 while나오기
                    break;
                if(lost[i] == reserve[j])  //if와 else if로 lost와 reserve상쇄
                {
                    reserve[j] = -1; 
                    rent=true;
                }
                else if(lost[i] - reserve[j] == 1 )
                {
                    reserve[j] = -1; 
                    rent=true;
                }
                else if(lost[i] - reserve[j] == -1)
                {
                    reserve[j] = -1; 
                    rent=true;
                }
                else
                    j++;
            }
            if(!rent) //여분이 있어 true로 바꿨다면 수행하지 않지만 아닐경우엔 수행
                answer--;
        }
        return answer;
    }
}

 

 

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문제 설명

수많은 마라톤 선수들이 마라톤에 참여하였습니다. 단 한 명의 선수를 제외하고는 모든 선수가 마라톤을 완주하였습니다.

마라톤에 참여한 선수들의 이름이 담긴 배열 participant와 완주한 선수들의 이름이 담긴 배열 completion이 주어질 때, 완주하지 못한 선수의 이름을 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요.

 

제한사항

  • 마라톤 경기에 참여한 선수의 수는 1명 이상 100,000명 이하입니다.
  • completion의 길이는 participant의 길이보다 1 작습니다.
  • 참가자의 이름은 1개 이상 20개 이하의 알파벳 소문자로 이루어져 있습니다.
  • 참가자 중에는 동명이인이 있을 수 있습니다.

입출력 예

participantcompletionreturn

[leo, kiki, eden] [eden, kiki] leo
[marina, josipa, nikola, vinko, filipa] [josipa, filipa, marina, nikola] vinko
[mislav, stanko, mislav, ana] [stanko, ana, mislav] mislav

입출력 예 설명

예제 #1
leo는 참여자 명단에는 있지만, 완주자 명단에는 없기 때문에 완주하지 못했습니다.

예제 #2
vinko는 참여자 명단에는 있지만, 완주자 명단에는 없기 때문에 완주하지 못했습니다.

예제 #3
mislav는 참여자 명단에는 두 명이 있지만, 완주자 명단에는 한 명밖에 없기 때문에 한명은 완주하지 못했습니다.

 


##시간복잡도를 줄이기 위해 hashMap을 사용하여야 한다

-> HashMap은 Map을 구현한다. Key와 value를 묶어 하나의 entry로 저장한다는 특징을 갖는다. 그리고 hashing을 사용하기 때문에 많은양의 데이터를 검색하는데 뛰어난 성능을 보인다.

 

  • Map 인터페이스의 한 종류로 ( "Key", value) 로 이뤄져 있다.
  • key 값을 중복이 불가능 하고 value는 중복이 가능. value에 null값도 사용 가능하다.
  • 멀티쓰레드에서 동시에 HashMap을 건드려 Key - value값을 사용하면 문제가 될 수 있다. 멀티쓰레드에서는 HashTable을 쓴다

. HashMap 생성자 / 메서드

 

생성자 / 메서드

설명 

 

HashMap()

 

- HashMap 객체를 생성

 

ex) HashMap<String , Integer> map = new HashMap<String , Integer>();

 

      Map<String, Integer> map = new HashMap<String, integer>();

 

HashMap(int initlalCapacity)

 

- 지정된 값을 초기 용량으로 하는 HashMap객체를 생성한다.

 

HashMap(int initlalCapacity, float loadFactory)

 

- 지정된 값을 초기용량과 load factory의 HashMap 객체를 생성한다. 

 

HashMap(Map m) 

 

- 주어진 Map에 저장된 모든 요소를 포함하는 HashMap을 생성한다. 

 

void clear()

 

- HashMap에 저장된 모든 객체를 제거한다. 

 

ex) map.clear();

 

Object clone()

 

- 현재 HashMap을 복제하여 반환한다. 

 

ex) newmap = (HashMap)map.clone();

 

boolean containsKey(Object Key)

 

- HashMap에 지정된 키(Key)가 포함되어 있는지 알려준다. 

 

boolean containsValue(Object Value)

 

- HashMap에 지정된 값(Value)가 포함되어 있는지 알려준다. 

 

Set entrySet()

 

- HashMap에 저장된 Key - Value갑슬 엔트리(키와 값을 결합)의 형태로 Set에 저장하여 반환

 

ex) map.put("A", 1);

 

      map.put("B", 2);

 

      map.put("C", 3);

 

      Set set = map.entrySet();

 

      System.out.println("set values are" + set);

 

      (result) set values : [A=1,B=2,C=3]

 

Object get(Object Key)

 

- 지정된 Key 의 값을 반환한다. 

 

ex) map.put("A", 1);

 

      map.put("B", 2);

 

      map.put("C", 3);

 

      String val = (String)map.get("B");

 

System.out.println("Value for key B is: " + val);

 

 

 

(result) Value for key B is 2

 

bloolean isEmpty

 

- HashMap이 비어있는지 확인한다.

 

ex) boolean val = map.isEmpty();

 

Set keySet()

 

- HashMap에 저장된 모든 키가 저장된 Set을 반환한다.

 

ex) map.put("A", 1);

 

      map.put("B", 2);

 

      map.put("C", 3);

 

      Set keyset = map.keySet();

 

      System.out.println("Key set values are" + keyset);

 

      (result) Key set values are [A,B,C]

 

Object put(Object Key, Object Value)

 

- HashMap에 키와 값을 저장.

 

ex) map.put("A", "aaa");

 

      map.put("B", "bbb");

 

      map.put("C", "ccc");

 

void putAll(Map m)

 

- Map에 해당하는 모든 요소를 HashMap에 저장한다. 

 

Object remove(Object Key)

 

- HashMap에서 지정된 키로 지정된 값을 제거한다.

 

ex) map.remove("key");

 

int size()

 

- HashMap에 저장된 요소의 개수를 반환한다. 

 

Collection values()

 

- HashMap에 저장된 모든 값을 컬렉션 형태로 반환한다. 

출처: https://vaert.tistory.com/107 [Vaert Street]

 

<hash 사용>

import java.util.*; 
  
class Solution { 
    public String solution(String[] participant, String[] completion) { 
        Map<String, Integer> hash = new HashMap<>(); 
        for (String arg : participant) hash.put(arg, hash.getOrDefault(arg, 0) + 1); 
//getOrDefault를 넣어주지 않으면 중복 체크가 되지 않음 , HashMap의 put은 key가 존재하면 value를 새로운 값으로 바꿔주니까 / 이미 등록된 동명이인이 있다면 hm.getOrDefault로 인해서 2라는 값이 들어감

        for (String arg : completion) hash.put(arg, hash.get(arg) - 1); 
  
        for (String key : hash.keySet()) { 
            if (hash.get(key) != 0) return key; 
        } 
  
        return null; 
    } 
}

 

<다른 사람 답>

import java.util.*; 
class Solution { 
    public String solution(String[] participant, String[] completion) { 
        Arrays.sort(participant); 
        Arrays.sort(completion); 
        int i; 
        for ( i=0; i<completion.length; i++){ 

            if (!participant[i].equals(completion[i])){ 
                return participant[i]; 
            } 
        } 
        return participant[i]; 
    } 
}
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1. 합병정렬(n개 수 랜덤 정렬)13,11,7,4,5,9,15,10

 

 

1
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45
46
47
48
49
#include <stdio.h>
void mergeSort(int data[], int p, int r);
void merge(int data[], int p, int q, int r);
int main() {
     int data[8= {13,11,7,4,5,9,15,10} , i;
     printf("정렬 전\n");    
     for(i = 0; i < 8; i++) {
         printf("%d ", data[i]);
     }
    printf("\n\n<<변화과정>>\n");
    mergeSort(data, 0, data[i] - 1);   
 
    printf("\n정렬 후\n");
     for(i = 0; i < 8; i++) {
         printf("%d ", data[i]);
     }
  return 0;
}
 
void merge(int data[], int p, int q, int r) {
    int i = p, j = q+1, k = p;
    int tmp[8]; // 새 배열
    while(i<=&& j<=r) {
        if(data[i] <= data[j]) tmp[k++= data[i++];
        else tmp[k++= data[j++];
    }
    while(i<=q) tmp[k++= data[i++];
    while(j<=r) tmp[k++= data[j++];
    for(int a = p; a<=r; a++) data[a] = tmp[a];
    printf("\n 합병  >>");
    for(int x=p;x<=r;x++){
      printf("%d ",tmp[x]);
               }
   
}
 
void mergeSort(int data[], int p, int r) {
    int q;
    printf("\n 분할 >>");
    for(int x=p;x<=r;x++){
         printf("%d ",data[x]);
      }
    if(p<r) {
        q = (p+r)/2;
        mergeSort(data, p , q);
        mergeSort(data, q+1, r);
        merge(data, p, q, r);
    }
}
cs
<결과>

 

 

 

 

=> 안정적인 정렬 가능하지만 / 레코드를 배열로 하면 임시공간이 필요하여 공간낭비가 생길 수 있다

 

===>>> 제자리  (in-place-sort) 해야함

 

2. 제자리 정렬 종류인 "선택 정렬" 사용 <java>

  • 매 루프마다 최소값 또는 최대값을 선택해서 정렬하는 알고리즘
  • 비교 기반 정렬 알고리즘
  • 안정적이지 않은 정렬(동일한 키 값이 있을 경우 순서가 바뀔 수 있음)
  • 최악, 최적, 평균 모두 O(n^2)의 수행시간을 보임
  • 제자리 정렬
1
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class SelectionSort {
    constructor(_list) {
        const list = _list;
 
        const swap = (list, a, b) => {
            const temp = list[a];
            list[a] = list[b];
            list[b] = temp;
        };
 
        const selectionSort = list => {
            if (Array.isArray(list)) {
                if (list.length === 0) {
                    return [];
                }
 
                for (let i = 0; i < list.length; i++) {
                    let minIndex;
                    for (let j = i; j < list.length; j++) {
                        if (!minIndex || list[minIndex] > list[j]) {
                            minIndex = j;
                        }
                        console.log(j)
                    }
                    swap(list, i, minIndex);
                }
 
                return list;
            }
        };
        return selectionSort(list);
    }
}
 
//------------------------------------
 
const data = [141517238131122];
 
const sortedData = new SelectionSort(data);
 
console.log(sortedData); // [8, 11, 13, 14, 15 17, 22, 23]
 
cs
 
3. 도사 정리 
 

이 케이스를 나누는 방식은 a, b의 값을 바탕으로 계산한다.

 

<1번 경우>

 위와 같이 계산할 수 있다.

  예를 들어 T(n) = 4*T(n/2) + n 이라면, a = 4, b = 2 이고 log_b a = 2이다. 이때 f(n)의 최고 차항이 1이므로 이 함수의 시간 복잡도는 theta(n^2)가 된다.

 

<2번 경우>

  

 예를 들어 T(n) = 2*T(n/2) + n 이라면, a = 2, b= 2이고 c = 1이다. 따라서 시간 복잡도는 theta(n log n)이다.

 

<3번 경우>

 

예를 들어 T(n) = 2*T(n/3) + n 이라면, log_b a 는 log_3 2 이면서, c는 1이다. 따라서 c > log_b a를 만족한다. 또한 2*(n/3) <= k(n)의 경우 2/3 <= k < 1을 만족하므로 시간 복잡도는 theta(n)가 된다.

 

<풀 수 없는 경우>

사실 저 형태의 시간복잡도가 아닌 함수는 빠르게 해결 할 수 없다. 예를 들어 T(n) = T(n/2) + T(n/4) + n 인 경우

트리 형태로 그려가면서 풀면 공비가 3/4인 등비수열의 합으로 나타낼 수 있다.

또한 멱급수나, 미적분을 해야하는 경우 또한 존재한다

 

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def fibonacci(n):

    answer = [0,1]    #list의 초기값을 0,1로 지정

 

    for i in range(2,n+1):#i= list의 주소를 뜻함

        answer.append(answer[i-1]+answer[i-2])#list에 추가

    #print(answer)  # 피보나치 list를 출력위해

    #print(i)       #리스트 주소가 잘 돌고있는지 확인

    return answer[-1]    #리스트에서 가장 마지막것만 출력해줌

 

$print(fibonacci(30))

832040

초기에 python으로 해결하려 하였으나 실패ㅜㅜ 시간 계산 함수가 따로있다고 하는데 조금 더 찾아보고싶었지만 노타임.. 노열정..

 

<python 으로 반복문 사용하여 피보나치 계산> -> 아 잘되는데 시간 계산 .....



<java 피보나치 합 /시간 계산>

 

import java.util.Scanner;
 
public class recursionVsIteration {
 
    public static void main(String[] args) {
 
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
 
        //원하는 숫자 입력
 
        System.out.print("Enter the last element of Fibonacci sequence: ");
 
        long n = sc.nextInt();
 
        //반복문 출력
 
        System.out.println("Fibonacci iteration:");
 
        long start = System.currentTimeMillis();
 
        System.out.printf("Fibonacci sequence(element at index %d) = %d \n", n, fibIteration(n));
 
        System.out.printf("Time: %d ms\n", System.currentTimeMillis() - start);
 
        //재귀함수 출력
 
        System.out.println("Fibonacci recursion:");
 
        start = System.currentTimeMillis();
 
        System.out.printf("Fibonacci sequence(element at index %d) = %d \n", n, fibRecursion(n));
 
        System.out.printf("Time: %d ms\n", System.currentTimeMillis() - start);
 
    }
 
    //반복문 method
 
    static long fibIteration(long n) {
 
        long x = 0, y = 1, z = 1;
 
        for (long i = 0; i < n; i++) {
 
            x = y;
 
            y = z;
 
            z = x + y;
 
        }
 
        return x;
 
    }
 
    //재귀 method
 
    static long fibRecursion(long  n) {
 
        if ((n == 1) || (n == 0)) {
 
            return n;
 
        }
 
        return fibRecursion(n - 1) + fi

 

 

 


<피보나치 수열>

1

0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...

 

 

<피보나치 수열의 호출 방법>

1. 재귀 호출 

-함수 호출 횟수가 너무 큼                                                     -> 해결책 : recursive를 한겹만 쓰면 확실히 줄어들 것

-stack 깊이가 너무 깊어져서 컴퓨터 터짐..(stack overhead)-> 해결책 : stack을 쓰되 새로 만들지말고 누적해서 재사용하자

 

-대신 적은 코드 사용해 효율적으로 처리                              -> 종료하는 지점 정의해줬을 때 얘기이다..

 

2. 반복 호출 

- 반복 할 때마다 나온 계산 값을 어딘가에 저장해 두고 그 다음 반복에서는 앞 단계에서 저장된 값에 새로운 값 내용 누적 시킨다.

- 매개변수 리스트 보관(메모리 영역) / 메소드 실행공간(복사 공간) 필요하다

 

3. 꼬리 재귀(tail-recursion)

-재귀가 느려지는 이유(작업 끝마쳐도 해야할 일 남아)를 보완해서 함수의 꼬리 부분에 호출하여 원래 시점으로 돌아갔을 때 해야할 일 이 없게 만드는 호출

 


 

-참고 블로그 : https://nittaku.tistory.com/81

 

 

 

 

 

 

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